Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ХПИ_ОРЗА_вар_Б_заочники / Книга по РЗА 2006 / 2 УСТРОЙСТВА РЗА НА МИКРОЭЛЕКТРОННОЙ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЕ.pdf
Скачиваний:
492
Добавлен:
07.03.2015
Размер:
1.5 Mб
Скачать

а) независимая

t = t y, (1)

б) зависимая нормальная

0,14 × К

t= ----------------- × ty, (I / Iy)0,02 - 1

в) зависимая крутая

 

13,5 × К

 

t = -------------- × ty,

(3)

(I / Iy) - 1

 

где: t - теоретическое время срабатывания, с;

ty - уставка времени срабатывания, т.е. теоретическое время срабатывания для I = 10Iy,с; I - входной ток реле, А;

Iy - уставка тока срабатывания, А;

К - коэффициент, значение которого зависит от отношения I/Iy, для которого нормируется ty, для I/Iy = 10 характеристики (2) К = 0,3366, а для характеристики (3) - К = 0,6667.

Модификация реле РС80М2-20 вместо зависимой нормальной имеет характеристику, аналогичную реле РТ-85.

Конкретный перечень выполняемых функций определяется модификацией реле см. таблицу 2.5. Реле изготовлено в прямоугольном пластмассовом корпусе размерами 125 × 195 × 127 мм3 , На верхней внутренней панели реле имеются гнезда в которые устанавливаются съемные перемычки в соответствии с заданными уставками.

Внешний вид реле показан на рис 2.27. Функциональная схема реле приведена на рис. 2.28.

Модификации реле РС80М2 Таблица 2.5.

Принцип действия МТЗ и ТО

Для функционирования МТЗ и ТО оперативное питание не требуется. Питание элементов схемы МТЗ и ТО осуществляется от входного тока.

Входной ток, в зависимости от выбранного диапазона, поступает на соответствующие выводы первичной обмотки трансформаторов тока ТТ1, ТТ2. Выпрямители ВП1, ВП2 преобразуют переменный ток частотой 50 Гц в выпрямленный пульсирующий ток частотой 100 Гц. При достижении входным током любой фазы значения (0,2-0,3) тока минимальной уставки на выходе источника питания ИП1 появляется достаточное для нормальной работы схемы напряжение питания. При этом на выходе ИОН1 появляются опорные напряжения -2 В и +2 В и загорается светодиод "Iвх".

Резисторы R1, R2 преобразуют пульсирующий ток в пульсирующее напряжение частотой 100 Гц, которое усиливается усилителями УН1, УН2 и преобразуется фильтрами ФНЧ1, ФНЧ2 в постоянное напряжение, пропорциональное входному току "своей" фазы.

18

Рис.2.27. Внешний вид реле РС80-М2

 

 

24

ТТ1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

1-R,R7

23

 

 

 

 

 

ФП2

 

 

 

 

 

C1

 

R1

 

 

3

 

 

 

А,

R4,54

 

 

 

 

 

S

 

 

фазы

22

 

 

УH1

 

 

 

2

 

 

 

ВП1

ФНЧ1

 

ФП1

ФУt

И1

K2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4-9,18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вход

21

 

 

 

K6

ФУ

 

 

 

 

 

8-18,16

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

ФНЧ2

 

ФУ0

 

K1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

ТТ2

 

УH2

 

 

 

 

 

 

 

А

1-2,27

3

 

 

 

 

 

 

K3

 

CЗ1

С2

 

 

 

 

 

+Uоп

 

С,

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фазы

2-4,54

2

 

ВП2

 

ИП1

ИОН1 -Uоп

 

Sv3

 

4-9,18

 

 

 

-U

 

 

РЗ

 

Вход

1

 

 

R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8-18,16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sv4

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

"Срабатывание"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р4

Сброс индикации

 

 

 

 

R4

 

 

 

 

 

 

 

SV5

SV6

 

 

 

 

 

 

срабатывания

10

 

 

 

 

 

 

 

Sv7

Дистанционный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пуск АПВ

19

 

 

 

R5

 

 

"Готов АПВ"

 

Р5

 

 

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

РРОВ

18

ИП3

ИП2

ИСН2

K4

Sv8

 

 

 

 

 

C3

 

 

 

 

 

БКД

13

 

 

 

 

 

 

 

И2

К3

СЗ2

Сброс подготов-

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ки АПВ

 

SV10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sv1

 

5

 

МТЗ

 

 

 

Р1

6

 

Выход

 

 

 

 

 

Sv2

 

 

 

 

7

 

ТО

P2

 

Выход

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

"

P3

11

 

Выход Пуск" АПВ

 

12

 

 

 

 

15

АПВ

 

 

 

Р6

16

Выход

 

Sv9

ТТ1, ТТ2 - трансформаторы тока, С1...С3 - конденсаторы, ВП1,ВП3 - выпрямители, УH1,УH2 - усилители напряжения, ИП1,ИП2 - источники питания, ФУ1, ФУ0, ФУt - формирователи уставок тока, отсечки, времени соответственно, ФНЧ1,ФНЧ2 - фильтры низких частот,

ФП1,ФП2 - функциональные преобразователи, S - переключатель характеристик, ИОН1, ИОН2 - источники опорного напряжения, К1... К3 - компараторы напряжения, К6 - переключающий компаратор, И1,И2 - интеграторы, R1...R5, резисторы, Sv1...Sv10 - ключи напряжения, Р1,Р2,Р5,Р6 - выходные реле, Р3,Р4 - двухпозиционные реле, СЗ1, СЗ2 - схемы задержки, В,1...24 - выходные клемы.

Рис.2.28. Функциональная схема реле РС80-М2-19

Свыходов ФНЧ1, ФНЧ2 напряжения поступают на переключающий компаратор К6, который подключает на вход формирователя уставок тока ФУi большее из входных напряжений.

Свыхода ФУi напряжение поступает на схему токовой отсечки (ФУо, К1) и схему МТЗ с тремя характеристиками срабатывания (ФП1, ФП2, S, ФУt, К3, И1, К2).

ФУо масштабирует выходной сигнал ФУi таким образом, что при достижении входным током значения уставки отсечки напряжение на выходе ФУо сравняется с напряжением ИОН1 -Uоп. Это приведет к

19

срабатыванию компаратора К1. Выходной сигнал К1 запустит схему задержки СЗ1. Значение времени задержки СЗ1 задается оператором с передней панели и составляет (70-100) мс или (150-200) мс, по истечении которого СЗ1 откроет ключ Sv2, что приведет к срабатыванию выходного реле Р2 (ВЫХОД ТО). Одновременно, выходной сигнал СЗ1 поступает на ключи Sv3, Sv4. Ключ Sv3 открывается и замыкает контакт двухстабильного реле Р3, что вызывает загорание светодиода СРАБАТЫВАНИЕ (при наличии на клеммах 17, 18 напряжения оперативного питания 220 В). Для возврата контакта двухстабильного реле Р3 в исходное состояние (т.е. для гашения светодиода СРАБАТЫВАНИЕ) необходимо кратковременно замкнуть накоротко клеммы 9 и 19 реле (приложение 2). Ключ Sv4, при наличии разрешающего сигнала с компаратора К4, замыкает контакт двухстабильного реле Р4 схемы АПВ.

При достижении входным током значения уставки тока срабатывания МТЗ напряжение на выходе ФУi сравняется с напряжением ИОН1 -Uоп. Компаратор К3 срабатывает и включает интегратор И1. Напряжение на выходе И1 будет возрастать. Скорость возрастания зависит:

-для характеристики (1) - от заданной уставки времени ФУt;

-для характеристик (2), (3) - от заданной уставки времени ФУt и значения входного тока.

Когда напряжение на выходе интегратора достигнет значения +Uоп (ИОН1) сработает компаратор К2. Выходной сигнал К2 откроет ключ Sv1, что приведет к срабатыванию выходного реле Р1 (ВЫХОД МТЗ). Одновременно выходной сигнал К2 поступает на ключи Sv3, Sv4. Ключ Sv3 открывается и замыкает контакт двухстабильного реле Р3, что вызывает загорание светодиода СРАБАТЫВАНИЕ (при наличии на клеммах 17, 18 напряжения оперативного питания 220 В). Для возврата контакта двухстабильного реле Р3 в исходное состояние (т.е. для гашения светодиода СРАБАТЫВАНИЕ) необходимо кратковременно замкнуть накоротко клеммы 9 и 19 реле (приложение 2). Ключ Sv4, при наличии разрешающего сигнала с компаратора К4, замыкает контакт двухстабильного реле Р4 схемы АПВ. Преобразователи ФП1, ФП2 обеспечивают зависимые характеристики срабатывания, а переключатель S - возможность выбора нужной характеристики.

Принцип действия АПВ

Питание схемы АПВ обеспечивают выпрямитель ВП3 и источник питания ИП2, на выходе которого формируются напряжения +7 В и -7 В. Положительный полюс выходного сигнала ВП3 подается на клемму 19 реле.

После включения высоковольтного выключателя (замкнется контакт БКВ, приложение 2) на клемме 13 реле появится положительное напряжение +250 В. Через резистор R5 начнется заряд конденсатора С3. Напряжение конденсатора С3 поступает на один из входов компаратора К4. На другой вход К4 поступает опорное напряжение с ИОН2. Примерно через 30 секунд после начала заряда С3 напряжение на нем сравняется с опорным напряжением ИОН2, компаратор К4 сработает. Выходной сигнал К4 откроет ключ Sv8 и на передней панели реле загорится светодиод ГОТОВ АПВ. Одновременно, выходной сигнал К4 снимет запрет на открывание ключей Sv4, Sv6.

В случае срабатывания МТЗ или ТО, на ключ Sv4 поступит открывающий сигнал с К2 или СЗ1. Если светодиод ГОТОВ АПВ не светится, ключ Sv4 не откроется и АПВ работать не будет. Если же светодиод ГОТОВ АПВ светится, ключ Sv4 откроется и замкнет контакт двухстабильного реле Р4. В результате, на ключ Sv7 через резистор R4 будет подано положительное напряжение, ключ Sv7 откроется и сработает реле Р5. Реле Р5 имеет два контакта - замыкающий и размыкающий. Замыкающий контакт реле Р5 выведен на клеммы 11, 12 и обеспечивает сигнализацию пуска АПВ.

Размыкающий контакт Р5 включит интегратор И2. Напряжение на выходе И2 начнет возрастать. Скорость возрастания зависит от заданной оператором на передней панели уставки АПВ. Выходное напряжение интегратора И2 поступает на один из входов компаратора К5, на другой вход которого поступает опорное напряжение с ИОН2. В момент равенства напряжений на входах, К5 сработает, откроет ключ Sv9, который, в свою очередь, замкнет контакты выходного реле Р6. Одновременно, выходной сигнал К5 включит схему задержки СЗ2. Через (0,25-0,4) секунды после включения на выходе СЗ2 появится сигнал, закрывающий ключ Sv9, размыкающий выходной контакт Р6 и кратковременно открывающий ключ Sv10, который разряжает конденсатор С3. В результате разряда С3, изменяется выходной сигнал компаратора К4, который гасит светодиод ГОТОВ АПВ и формирует сигнал запрета на открывание ключей Sv4, Sv6. Размыкается контакт двухстабильного реле Р4, закрывается ключ Sv7, контакты реле Р5 возвращаются в исходное состояние. Цикл работы схемы АПВ завершен.

Пуск АПВ возможен, также, от внешних защит. Для этого выходной замыкающий контакт внешней защиты следует подключить к клеммам 10, 19 реле РС80М2-19, 20. В момент замыкания выходного контакта внешней защиты на клемме 10 реле РС80М2-19, 20 появится напряжение +250В. Если светодиод ГОТОВ АПВ не светится, ключ Sv6 не откроется (из-за действия запрета с компаратора К4) и схема АПВ работать не будет. Если же светодиод ГОТОВ АПВ светится, ключ Sv6 откроется и замкнет контакты двухстабильного реле Р4. В дальнейшем, работа схемы АПВ аналогична описанному выше.

Для снятия извне сигнала подготовки АПВ (гашения светодиода ГОТОВ АПВ) необходимо кратковременно закоротить между собой клеммы 14, 19 реле РС80М2-19, 20. В этом случае, откроется ключ Sv10 и разрядит конденсатор С3.

Схема АПВ обеспечивает возможность внутреннего (при срабатывании МТЗ или ТО) пуска АПВ при пропадании напряжения питания 220 В, если:

-на момент пропадания напряжения 220 В светился светодиод ГОТОВ АПВ;

-с момента пропадания напряжения 220 В прошло не более 5 секунд.

20

В этом случае, за счет источника питания ИП1 обеспечивается открывание ключа Sv4 и замыкание контакта двухстабильного реле Р4. Открывание ключа Sv7 без напряжения питания 220 В не возможно. Поэтому, далее без напряжения питания схема работать не будет. Но, как только напряжение питания восстановится, изложенный выше алгоритм будет выполнен до конца. В то же время, ключ Sv6 без напряжения 220 В не может быть открыт, из-за чего внешний пуск АПВ в этом случае невозможен.

2.3.4. Трехфазное устройство максимальной защиты с зависимой и независимой выдержкой времени и токовой отсечки РС 80М3

Предназначено для применения в устройствах защиты и автоматики. Устройство содержит трехфазную максимальную токовую защиту (МТЗ) с одной независимой и двумя зависимыми характеристиками срабатывания и трехфазную токовую отсечку.

Токовая отсечка имеет выдержку времени 70-100 мс или 150-200 мс по выбору с передней панели. Имеется возможность блокировки токовой отсечки с передней панели или дистанционно.

Диапазоны уставок приведены в таблице 2.6, а модификации в таблице 2.7. Внешний вид реле и функциональная схема аналогичны реле РС-80 М2.

Диапазоны уставок реле РС-80М3 Таблица 2.6

Модификации реле РС-80М3

Таблица 2.7.

2.3.5.Устройства защиты по току УЗА-АТ (УЗА-АТ-Т)

Устройства предназначены для использования в схемах релейной защиты и противоаварийной автоматики для защиты электрических машин, трансформаторов и линий электропередач при коротких замыканиях и перегрузках.

Устройства УЗА-АТ − это микроэлектронные реле без дополнительного источника питания. Питание элементов схемы осуществляется от входного тока. Дополнительное питание (постоянное или переменное напряжение значением 220 В) требуется только для обеспечения функции АПВ, индикации и дистанционной блокировки отсечки. Модификация УЗА-АТ-Т предназначена для использования в качестве трехступенчатой защиты понижающих трансформаторов 35 кВ – 1 ступень отключает СВ, вторая - ввод НН, третья ввод ВН.

Устройства УЗА-АТ обеспечивают:

-максимальную токовую защиту (МТЗ) с независимой и двумя зависимыми характеристиками срабатывания (по выбору с передней панели);

-токовую отсечку (ТО) с временной задержкой (70-100) мс или (150-200) мс, которая задается с передней панели;

-ненаправленную или направленную защиту от замыканий на землю - ЗНЗ (кроме исполнений УЗА- АТ-Т). При этом, для ненаправленной ЗНЗ в заказе следует указать требуемый диапазон уставок тока срабатывания;

-защиту от перегрузки (кроме исполнений УЗА-АТ-Т);

-возможность задания общих для двух фаз входного тока уставок тока срабатывания МТЗ, тока срабатывания отсечки (в кратностях к току срабатывания МТЗ), времени срабатывания МТЗ;

-срабатывание МТЗ и (или) токовой отсечки по наибольшему из входных токов;

-возможность отключения токовой отсечки с передней панели или дистанционно замыканием внешнего замыкающего контакта. При этом, необходимо к клеммам питания устройства (приложение 2) под-

ключить постоянное или переменное напряжение значением 220 В ± 20%. В случае кратковременного (не более 1 минуты) пропадания напряжения 220 В и замыкания, в этот момент, внешнего замыкающего контакта, дистанционное отключение токовой отсечки обеспечивается на время не менее 3 секунд. Для исполнений УЗА-АТ-Т, кроме того, обеспечивается дистанционное отключение ТО без напряжения 220 В при наличии аварийного тока во входных цепях реле; - возможность отключения МТЗ дистанционно замыканием внешнего замыкающего контакта (только

для исполнений УЗА-АТ-Т). Для этого требуется наличие оперативного напряжения или аварийного тока на соответствующих клеммах реле;

21

-возможность работы в схемах с шунтированием-дешунтированием управляемой цепи. В качестве выходного силового ключа используется триак ТС 132 – 50 – 10. Для исполнений УЗА-АТ-Т предусмотрено дистанционное управление шунтированием-дешунтированием замыканием внешнего замыкающего контакта. Это может потребоваться для отключения трансформатора от дополнительных защит – например: дифзащиты трансформатора. Для этого требуется наличие аварийного тока на соответствующих клеммах реле.

-функцию однократного АПВ (кроме исполнений УЗА-АТ-Т);

-индикацию до сброса (с запоминанием) срабатывания МТЗ, ТО, АПВ, дискретного входа (только при наличии постоянного или переменного напряжения значением 220 В на клеммах питания устройства). Для функции МТЗ УЗА-АТ-Т индикация срабатывания с запоминанием обеспечивается для каждого выхода (ВЫХОД 1 МТЗ, ВЫХОД 2 МТЗ, ВЫХОД 3 МТЗ) отдельно;

-индикацию готовности АПВ (кроме исполнений УЗА-АТ-Т);

-индикацию срабатывания ЗНЗ и защиты от перегрузки (без запоминания);

-индикацию наличия тока во входных цепях устройства;

-возможность сброса индикации срабатывания с передней панели или дистанционно. Для исполнений УЗА-АТ-Т обеспечивается сброс индикации срабатывания только с передней панели;

-возможность внутреннего (при срабатывании МТЗ или ТО) или внешнего пуска АПВ (кроме исполнений УЗА-АТ-Т);

-возможность внешнего сброса готовности АПВ (кроме исполнений УЗА-АТ-Т);

-возможность внутреннего (при срабатывании МТЗ или ТО) пуска АПВ при пропадании напряжения питания 220 В, если:

-на момент пропадания напряжения 220 В светился светодиод ГОТОВ АПВ;

-с момента пропадания напряжения 220 В прошло не более 5 секунд.

После прохождения внутренней команды пуска АПВ схема АПВ "останавливается" до возобновления подачи напряжения питания, после чего схема АПВ продолжает работу. При этом следует иметь в виду, что внешний пуск АПВ при отсутствии напряжения питания 220 В не обеспечивается.

Устройства УЗА-АТ содержат дискретный вход, обеспечивающий индикацию срабатывания, размножение и распространение выходного сигнала внешней защиты (например, дуговой).

Значения уставок тока срабатывания МТЗ, выдержки времени МТЗ, кратности тока отсечки, выдержки времени АПВ их количество и дискретность приведены в табл.2.8.

Характеристики УЗА-АТ

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.8,а.

 

Уставки тока срабатывания МТЗ,

Уставки

выдержки

Уставки тока от-

Уставки АПВ, с

А

 

 

 

 

времени МТЗ, с

сечки, крат.

 

 

 

 

Диапазон, А

Кол.

Дискр., А

Диап.,с

Кол.

Дискр.,

Диап.,

Кол.

Дискр.

Диап.,

Кол.

Дискр.

Iн=5А

Iн=1А

Iн=5А

Iн=1А

с

крат.

,

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

крат.

 

 

 

 

0,4-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-2,27

0,91

128

0,01

0,004

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-4,54

0,8-

 

 

 

2-

 

 

 

 

 

4-9,08

1,82

128

0,02

0,008

0,3-25,8

256

0,1

64

0,25

0,5-8

16

0,5

8-

1,6-

128

0,04

0,016

 

 

 

17,75

 

 

 

 

 

3,63

128

0,08

0,032

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18,16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3,2-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7,26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выходной контакт АПВ является проскальзывающим. Время удержания его в замкнутом состоянии находится в пределах (0,25-0,4) с.

Таблица 2.8,б

Уставки тока срабатывания ненаправленной ЗНЗ

Диапа-

Кол-во

Подключение к клеммам 9,10

Подключен

ие к клеммам

8,9

зон

диск-

Диапазон

Дискр-

Номи-

Диапазон

Дискр-сть

Номи-

измене-

изменения

сть из-

измене-

измене-

нальный

ретных

нальный

ния

уставок

уставок

менения

ток, А

ния уста-

ния уста-

ток,

уставок

 

 

уставок

 

вок

вок

А

0,05-

64

50-207,5 mA

2,5 mA

0,25

100-415

5 mA

0,5

0,415

mA

 

 

 

 

 

 

0,15-

64

150-622,5

7,5 mA

0,75

300-1245

15 mA

1,5

1,245

mA

mA

 

 

 

0,05 A

 

0,5-4,15

64

0,5-2,075 A

0,025 A

2,5

1,0-4,15 A

5,0

22

Лицевая панель

Лицевая панель устройства

устройства с креплением

с креплением по широкой стороне

по узкой стороне

 

Рис. 2.29 Микроэлектронное устройство защиты УЗА-АТ. 2 варианта исполнения

Диапазон уставок выдержки времени ЗНЗ (0,1-6,4) с, дискретность – 0,1 с.

Диапазон уставок тока срабатывания защиты от перегрузки (1,0–7,3) А с дискретностью 0,1 А. Выдержка времени защиты от перегрузки фиксирована и находится в пределах (7–10) с.

Контакты выходных промежуточных реле имеют коммутационную способность 20 А на замыкание и 5 А длительно.

Устройства обеспечивают следующие характеристики зависимости времени срабатывания МТЗ от кратности тока срабатывания см. рис 2.30:

а) независимая б) зависимая нормальная, соответствующая характеристикам

электромеханических реле РТ-85 (РТВ-IV) в) зависимая крутая

Принцип действия реле УЗА-АТ

Функциональная схема основных защит устройства приведена на рис. 2.31, 2.32.

Принцип действия МТЗ и ТО

Для функционирования МТЗ и ТО оперативное питание не требуется. Питание элементов схемы МТЗ и ТО осуществляется от входного тока.

Входной ток, в зависимости от выбранного диапазона, поступает на соответствующие выводы первичной обмотки трансформаторов тока ТТ1, ТТ2. Выпрямители ВП1, ВП2 преобра-

Рис. 2.30. Характеристики реле УЗА-АТ зуют переменный ток частотой 50 Гц в выпрямленный пульсирующий ток частотой 100 Гц. При достижении входным током любой фазы значения (0,2–0,3) тока минимальной уставки на выходе источника питания ИП1 появ-

ляется достаточное для нормальной работы схемы напряжение питания. При этом на выходе ИОН1 появляются опорные напряжения -2 В и +2 В и загорается светодиод “Iвх”.

Резисторы R1, R2 преобразуют пульсирующий ток в пульсирующее напряжение частотой 100 Гц, которое усиливается усилителями УН1, УН2 и преобразуется фильтрами ФНЧ1, ФНЧ2 в постоянное напряжение, пропорциональное входному току "своей" фазы.

Свыходов ФНЧ1, ФНЧ2 напряжения поступают на переключающий компаратор К6, который подключает на вход формирователя уставок тока ФУi большее из входных напряжений.

Свыхода ФУi напряжение поступает на схему токовой отсечки (ФУо, К1, СЗ1) и схему МТЗ с тремя характеристиками срабатывания (ФП1, ФП2, S, ФУt, К3, И1, К2).

ФУо масштабирует выходной сигнал ФУi таким образом, что при достижении входным током значения уставки отсечки напряжение на выходе ФУо сравняется с напряжением ИОН1 -Uоп. Это приведет к срабатыванию компаратора К1. Выходной сигнал К1 запустит схему задержки СЗ1. Значение времени задержки СЗ1 задается оператором с передней панели и составляет (70–100) мс или (150-200) мс, по

23

истечении которого СЗ1 откроет ключ SV1, что приведет к срабатыванию выходных реле Р1, Р2 (ВЫХОД ТО+МТЗ). Одновременно, выходной сигнал СЗ1 поступает на ключи SV12, SV4. Ключ SV12 открывается и замыкает контакт двухстабильного реле, что вызывает загорание светодиода СРАБАТ. ТО (при наличии оперативного питания 220 В). Ключ SV4, при наличии разрешающего сигнала с компаратора К4, замыкает контакт двухстабильного реле Р4 схемы АПВ.

При достижении входным током значения уставки тока срабатывания МТЗ напряжение на выходе ФУi сравняется с напряжением ИОН1 -Uоп. Компаратор К3 срабатывает, открывает ключ SV2 и включает интегратор И1. Открывание ключа SV2 приведет к срабатыванию выходного реле Р3 (МТЗ мгновенный). Одновременно напряжение на выходе И1 начнет возрастать. Скорость возрастания зависит:

для характеристики (1) – от заданной уставки времени ФУt;

для характеристик (2), (3) – от заданной уставки времени ФУt и значения входного тока.

Когда напряжение на выходе интегратора достигнет значения +Uоп (ИОН1) сработает компаратор К2. Выходной сигнал К2 откроет ключ SV1, что приведет к срабатыванию выходных реле Р1, Р2 (ВЫХОД ТО+МТЗ). Одновременно выходной сигнал К2 поступает на ключи SV11, SV4. Ключ SV11 открывается и замыкает контакт двухстабильного реле, что вызывает загорание светодиода СРАБАТ. МТЗ (при наличии на клеммах напряжения оперативного питания 220 В).

Ключ SV4, при наличии разрешающего сигнала с компаратора К4, замыкает контакт двухстабильного реле Р4 схемы АПВ.

Преобразователи ФП1, ФП2 обеспечивают зависимые характеристики срабатывания, а переключатель S - возможность выбора нужной характеристики.

Принцип действия АПВ

Питание схемы АПВ обеспечивают выпрямитель ВП3 и источник питания ИП2, на выходе которого формируются напряжения +10 В и -10 В.

После включения высоковольтного выключателя (замкнется контакт БКВ, (рис. 2.31) на клемме БКВ устройства появится положительное напряжение +250 В. Через резистор R5 начнется заряд конденсатора С3. Напряжение конденсатора С3 поступает на один из входов компаратора К4. На другой вход К4 поступает опорное напряжение с ИОН2. Примерно через 30 секунд после начала заряда С3 напряжение на нем сравняется с опорным напряжением ИОН2, компаратор К4 сработает. Выходной сигнал К4 откроет ключ SV8 и на передней панели устройства загорится светодиод ГОТОВ АПВ. Одновременно, выходной сигнал К4 снимет запрет на открывание ключей SV4, SV6.

В случае срабатывания МТЗ или ТО, на ключ SV4 поступит открывающий сигнал с К2 или СЗ1. Если светодиод ГОТОВ АПВ не светится, ключ SV4 не откроется, и АПВ работать не будет. Если же светодиод ГОТОВ АПВ светится, ключ SV4 откроется и замкнет контакт двухстабильного реле Р4. В результате, на ключ SV7 через резистор R4 будет подано положительное напряжение, ключ SV7 откроется и сработает реле Р5.

Размыкающий контакт Р5 включит интегратор И2. Напряжение на выходе И2 начнет возрастать. Скорость возрастания зависит от заданной оператором на передней панели уставки АПВ. Выходное напряжение интегратора И2 поступает на один из входов компаратора К5, на другой вход которого поступает опорное напряжение с ИОН2. В момент равенства напряжений на входах К5 сработает, откроет ключ SV9, который, в свою очередь, подключит к обмотке выходного реле Р6 напряжение заряженного конденсатора С3. Реле Р6 сработает, а конденсатор С3 начнет разряжаться. Через (0,25–0,4) секунды после включения Р6 конденсатор С3 почти полностью разрядится, компаратор К4 вернется в исходное состояние. При этом, погаснет светодиод ГОТОВ АПВ и сформируется сигнал запрета на открывание ключей SV4, SV6. Размыкается контакт двухстабильного реле Р4, закрывается ключ SV7, контакты реле Р5 возвращаются в исходное состояние. Цикл работы схемы АПВ завершен.

Пуск АПВ возможен, также, от внешних защит. Для этого выходной замыкающий контакт внешней защиты следует подключить к клеммам ПУСК АПВ (рис.2.31) устройства. В момент замыкания выходного контакта внешней защиты на клемме ПУСК АПВ появится напряжение +250В. Если светодиод ГОТОВ АПВ не светится, ключ SV6 не откроется (из-за действия запрета с компаратора К4) и схема АПВ работать не будет. Если же светодиод ГОТОВ АПВ светится, ключ SV6 откроется и замкнет контакты двухстабильного реле Р4. В дальнейшем работа схемы АПВ аналогична описанному выше.

Для снятия извне сигнала подготовки АПВ (гашения светодиода ГОТОВ АПВ) необходимо кратковременно закоротить между собой клеммы СП. В этом случае, откроется ключ SV10 и разрядит конденсатор С3.

Схема АПВ обеспечивает возможность внутреннего (при срабатывании МТЗ или ТО) пуска АПВ при пропадании напряжения питания 220 В, если:

− на момент пропадания напряжения 220 В светился светодиод ГОТОВ АПВ; − с момента пропадания напряжения 220 В прошло не более 5 секунд.

В этом случае, за счет источника питания ИП1 обеспечивается открывание ключа SV4 и замыкание контакта двухстабильного реле Р4. Открывание ключа SV7 без напряжения питания 220 В невозможно. Поэтому далее без напряжения питания схема работать не будет. Но, как только напряжение питания восстановится, изложенный выше алгоритм будет выполнен до конца. В то же время, ключ SV6 без напряжения 220 В не может быть открыт, из-за чего внешний пуск АПВ в этом случае невозможен.

24

Функциональная схема варианта УЗА-АТ-Т показана на рис. 2.31,а. Она отличается выходными цепями, имеющими 3 ступени выдержки времени (токовая отсечка, на зажимы 7-8 подключаются контакты внешней защиты, действующей на пуск схемы дешунтирования (на схеме не показаны).

Выходные контакты исполнений УЗА-АТ-Т ВЫХОД 1 МТЗ, ВЫХОД 2 МТЗ являются проскальзывающими. Время удержания в замкнутом состоянии контактов ВЫХОД 1 МТЗ, ВЫХОД 2 МТЗ составляет примерно 0,2-0,3 с.

Выходные контакты ВЫХОД 1 МТЗ, ВЫХОД 2 МТЗ, ВЫХОД 3 МТЗ исполнений УЗА-АТ-Т срабатывают в следующей последовательности:

такт 1- после завершения выдержки времени МТЗ срабатывает ВЫХОД 1 МТЗ; такт 2 – через 0,2 с после срабатывания размыкается контакт ВЫХОД 1 МТЗ;

такт 3 – через 0,2 с после размыкания контакта ВЫХОД 1 МТЗ срабатывает контакт ВЫХОД 2 МТЗ; такт 4 - через 0,2 с после срабатывания размыкается контакт ВЫХОД 2 МТЗ; такт 5 - через 0,2 с после размыкания контакта ВЫХОД 2 МТЗ срабатывает контакт ВЫХОД 3 МТЗ и

удерживается в сработанном состоянии до момента, когда значение входного тока устройства станет меньше значения уставки тока МТЗ.

Если во время такта 1 или 3 происходит уменьшение входного тока устройства ниже значения уставки тока МТЗ, последующие такты не выполняются.

Принцип действия ненаправленной ЗНЗ

Функциональная схема приведена на рис. 2.32.

Входной ток поступает на выводы первичной обмотки трансформатора тока ТТ. Выпрямитель ВП преобразует переменный ток частотой 50 Гц в выпрямленный пульсирующий ток частотой 100 Гц. При достижении входным током значения (0,2-0,3) тока минимальной уставки на выходе источника питания ИП появляется достаточное для нормальной работы схемы напряжение питания. При этом на выходе ИОН появится опорное напряжение –2 В.

Резистор R преобразует пульсирующий ток в пульсирующее напряжение частотой 100 Гц, которое усиливается усилителем УН и преобразуется фильтром ФНЧ в постоянное напряжение, пропорциональное входному току. С выхода ФНЧ напряжение поступает на первый вход компаратора напряжения Кu. На второй вход компаратора поступает выходное напряжение с формирователя уставок тока ФУi. При достижении входным током значения уставки выходное напряжение ФНЧ будет равно выходному напряжению Фуi, компаратора напряжения Кu сработает. Сработав, компаратор Кu запустит схему выдержки времени СЗ. Схема выдержки времени СЗ через интервал времени, равный значению уставки времени, замкнет ключ S2, что приведет к срабатыванию исполнительного реле К.

Принцип действия защиты от перегрузки аналогичен принципу действия ненаправленной ЗНЗ.

Устройства с максимальным функциональным наполнением содержат девять замыкающих выходных контактов:

два контакта МТЗ мгновенный;

два контакта ТО+МТЗ;

АПВ;

ЗНЗ;

защита от перегрузки;

два выходных контакта, управляемых от дискретного входа.

Выходной контакт АПВ является проскальзывающим. Время удержания его в замкнутом состоянии находится в пределах (0,25-0,4) с.

По способу регулирования уставок устройства относятся к исполнению - с дискретным регулированием; уставки задаются с помощью DIP - переключателей находящихся под съемной передней панелью, согласно таблиц их положения,

Рычажки микропереключателей имеют два положения – ON(«Включено») и OFF («Отключено»). На самих микропереключателях промаркировано только положение ON. Следует понимать, что положение OFF – это положение рычажка, противоположное положению ON.

25

 

 

 

7

 

 

 

 

 

А

1-2

6

 

 

 

 

 

фазы

5

 

 

 

С1

 

 

 

 

 

 

 

Вход

2-4

4

 

 

 

 

ВП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4-8

 

 

 

 

 

 

8-16 3

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

С

1-2

14

 

 

 

С2

фазы

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

ПВ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вход

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

Сброс индикации

 

 

 

 

SV5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

срабатывания

 

 

 

 

 

 

Дистанционный

 

 

 

 

 

 

пуск АПВ

 

 

 

 

 

 

220В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВП3

 

 

ИП1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6кВ

SV

Сброс подго-

10

товки АПВ

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

ФН

 

 

 

 

 

УН1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ч1

K6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

УН2

 

 

 

ФН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ч2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

“Iвх

ИО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н1

 

 

 

 

 

ИП1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SV6

R4

R5

ИО

 

 

 

 

K4

Н2

 

С3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

“3”

 

 

ФП2

 

УФt

ФУі

ФП1

“2”

КЗ

 

 

 

 

 

“1”

1

 

ФУо

 

SV4

P4

“Готов АПВ”

P5

SV8

И2

K5

“Срабат. МТЗ”

И1 К2 SV 11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SV1

 

 

 

SV

СЗ1

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SV2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SV

 

SV7

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SV9

Выходы 1,2 (ТО+МТЗ)

“Срабат. ТО”

( ВыходМТЗ 4 )мгновен

“Срабат. АПВ”

Выход 3 АПВ

Рис. 2.31. Функциональная схема МТЗ, ТО, АПВ

ТТ1,ТТ2 − трансформаторы тока, С1...С3 − конденсаторы, ВП1...ВП3 − выпрямители, УН1,УН2 − усилители напряжения, ИП1, ИП2 −источники питания, Фуi,Фуо, ФУt − формирователи уставок тока, отсечки, времени соответственно, ФНЧ1, ФНЧ2 −фильтры нижних частот, ФП1 ,ФП2 − функциональные пребразователи, S −переключатель характеристик, ИОН1, ИОН2 −источники опорного напряжения, К1...К5 − компараторы, К6 − переключающий компаратор, И1,И2 − интеграторы, R1,R2,R4,R5 − резисторы, SV1…SV13 − ключи, Р1...Р3,Р5,Р6 − реле, Р4 − двухпозиционное реле, СЗ1,СЗ2 − схемы задержки.

26

А,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ФАЗЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВХОД

 

 

 

2-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ФАЗЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВХОД

 

 

 

2-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ТТ

2

С1

3 ВП1

4

5

1 ТТ

1

С2 1 ВП2

9

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"CРАБАТ. 1 МТЗ"

 

 

 

S

"3"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

ФП

 

ФУt

И

К2

Вкл Sv1

 

УН1

ФН

 

2

 

 

 

 

 

Р1

 

Ч1

 

 

"2"

 

 

 

Отк

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

К4

ФУi

ФП

 

К3

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"1"

 

 

 

 

"CРАБАТ. 2 МТЗ"

УН2

ФН

 

 

 

 

 

 

 

 

Ч2

 

ФУо

 

К1

 

СЗ1 Вкл Sv2

 

R2

"Iвх

 

 

 

 

 

 

+Uоп.

 

 

 

 

 

 

Р2

 

ИО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

Н -Uоп.

 

 

 

 

 

Отк

ИП

+U

 

 

 

 

 

 

 

1

 

-U

 

 

 

 

 

 

 

"CРАБАТ. 3 МТЗ"

5

СЗ2 Вкл Sv3

VS1

6

 

Вкл

9

VS2

СЗ3

10

 

"CРАБАТ. ТО"

Р3

 

30

 

31

Sv4

Рис. 2.31а. Функциональная схема УЗА – АТ – Т.

ТТ1,ТТ2-ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА, С1,С2-КОНДЕНСАТОРЫ, ВП1,ВП2-ВЫПРЯМИТЕЛИ, УН1,УН2-УСИЛИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ, ИП-ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, Фуi,Фуо,ФУtФОРМИРОВАТЕЛИ УСТАВОК ТОКА, ОТСЕЧКИ, ВРЕМЕНИ СООТВЕТСТВЕННО, ФНЧ1,ФНЧ2-ФИЛЬТРЫ НИЖНИХ ЧАСТОТ, ФП1,ФП2-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ, S-ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ХАРАКТЕРИСТИК, ИОН-ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, К1...К3-КОМПАРАТОРЫ, К4-ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИЙ КОМПАРАТОР, И-ИНТЕГРАТОР, R1,R2-РЕЗИСТОРЫ, Sv1…Sv4-КЛЮЧИ, Р1...Р3-РЕЛЕ, СЗ1...СЗ3-СХЕМЫ ЗАДЕРЖКИ, VS1,VS2-ТРИАКИ.

27